La autonomía de un vehículo autónomo a menudo se mide en una escala de los "niveles de automatización". En resumen, se trata de una escala de 0 a 5: 0 significa absolutamente ninguna autonomía y 5 se refiere a la funcionalidad completa sin conductor. Como referencia, la mayoría de los vehículos Tesla hoy tienen un 3, y eso se considera una puntuación generosa.


Explicación de los niveles de automatización. Imagen utilizada por cortesía de GeoSpatial World

Hay algunas mejoras importantes que deben realizarse antes de que podamos obtener vehículos completamente autónomos. Entre estas mejoras necesarias, muchos expertos creen que un cambio a la imagen de radar 4D será una tecnología vital.

4D Radar: ¿Qué es?

El radar original tenía la capacidad de medir en dos dimensiones. Utilizando una antena giratoria especializada y escuchando señales de eco, un radar 2D tiene la capacidad de adquirir dos coordenadas y determinar la posición del objeto.
Luego apareció el radar 3D. El radar 3D rotaría como el radar 2D, pero después de cada rotación de exploración, la elevación de la antena se cambia para el siguiente sondeo. Este escenario se repetirá en muchos ángulos para escanear todo el volumen de aire alrededor del radar dentro del rango máximo. De esta forma, un radar 3D podría detectar tres dimensiones: acimut, ángulo de elevación y velocidad.

Representación de radar en 3D
Representación de radar en 3D. Imagen utilizada por cortesía de Radar Tutorial

Ahora, se está comenzando a introducir el radar de imágenes 4D. Desde una perspectiva de la física teórica, el tiempo se considera la cuarta dimensión. Cuando se aplica al radar, sería la frecuencia Doppler, que muestra si un objeto se mueve hacia el vehículo o se aleja.

Una nota rápida sobre la jerga

Algunas personas argumentan que el radar 4D es un nombre inapropiado y una estratagema de marketing, porque estos radares no están realmente mapeando el tiempo, sino que lo utilizan para comprender el entorno en 3D. Además, argumentan que los radares de reconocimiento modernos ya tienen la capacidad de detectar cambios Doppler, por lo que la tecnología tampoco es nueva.
Estos puntos, sin embargo, se reducen a la semántica. El punto es que el radar 4D integra la cuarta dimensión de medición en radares 3D para ayudar a comprender y mapear mejor el entorno. Incluso si la tecnología específica no es nueva, su integración es nueva y vale la pena investigarla.

Xilinx y Continental se unen en hardware de radar 4D

Buscando acercar la tecnología ADAS al nivel 5 de automatización, Xilinx y Continental se han asociado para desarrollar hardware de radar 4D.

4D frente a los radares actuales
4D frente a los radares actuales. Imagen utilizada por cortesía de Spar3D

Esta misma semana, anunciaron que Xilinx impulsará el nuevo sensor de radar avanzado (ARS) 540 de Continental con su plataforma Zynq UltraScale + MPSoC, creando lo que afirman ser el primer radar de imágenes 4D de la industria automotriz listo para producción. Se dice que este nuevo sistema de radar ofrece un campo de visión de 300 metros y ± 60 °.

¿Qué sucede bajo el capó?

Este sistema se basa específicamente en Xilinx Automotive Zynq UltraScale + MPSoC para alimentar el radar de imágenes de Continental. El MPSoC es una plataforma adaptable que permite que el radar funcione en múltiples configuraciones de plataforma de sensor y se adapte a las especificaciones del OEM.

Diagrama de bloques de Zynq UltraScale + EV
Diagrama de bloques de Zynq UltraScale + EV. Imagen utilizada por cortesía de Xilinx.

Esto es posible gracias al procesamiento en paralelo dentro de la lógica programable del dispositivo, lo que permite las tuberías de procesamiento simultáneas y totalmente independientes que son críticas para la detección 4D. Además, tener múltiples subprocesos DSP permite la aceleración por hardware de las entradas del sensor de radar en tiempo real.

¿Un paso más cerca de la conducción autónoma?

Este nuevo sistema desarrollado por Xilinx y Continental tiene como objetivo la implementación flexible y dinámica de radares 4D en vehículos autónomos. Esto es importante porque se supone que el radar 4D proporciona mayor alcance, campo de visión, percepción y tolerancia en condiciones climáticas adversas.
Si bien las afirmaciones de Xilinx sobre el primer radar 4D "listo para producción" parecen un poco injustificadas (el radar no está disponible para la venta actualmente), las implicaciones siguen siendo relevantes. La combinación de la experiencia en silicio de Xilinx con la avanzada tecnología de radar de Continental parece ser una buena combinación para desarrollar vehículos más sofisticados en el futuro cercano.

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